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1、第五讲实验六：验证机械能守恒定律第五讲实验六：验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律机械能守恒定律铁架台架台(含含铁夹)、打点、打点计时器、学生器、学生电源、源、纸带、复写、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物毫米刻度尺、重物(带纸带夹)一、实验步骤一、实验步骤1按按图所所示示将将检查、调整整好好的的打打点点计时器器竖直直固固定定在在铁架架台台上上，接好接好电路路2打打纸带：将将纸带的的一一端端用用夹子子固固定定在在重重物物上上，另另一一端端穿穿过打打点点计时器器的的限限位位孔孔用用手手提提着着纸带使使重重物物静静止止在在靠靠近近打打点点计时器器的的地地方方先先接通接通电源，后松开源，后松开纸带，让重
2、物重物带着着纸带自由下落自由下落更更换纸带重复做重复做35次次实验1安安装装打打点点计时器器时要要竖直直架架稳，使使其其两两限限位位孔孔在在同同一一竖直直平平面面内以减少摩擦阻力内以减少摩擦阻力2重物重物应选用用质量大、体量大、体积小、密度大的材料小、密度大的材料3应先先接接通通电源源，让打打点点计时器器正正常常工工作作后后，再再松松开开纸带让重重物物下落下落用如用如图甲所示的甲所示的实验装置装置验证机械能守恒定律重机械能守恒定律重锤由静止开始落由静止开始落下，重下，重锤上拖着的上拖着的纸带通通过打点打点计时器打出一系列的点，器打出一系列的点，对纸带上的点上的点进行行测量，即可量，即可验证机械
3、能守恒定律机械能守恒定律(1)下面列下面列举了了该实验的几个操作步的几个操作步骤：()A按照按照图示装置安装好器材示装置安装好器材B将打点将打点计时器接到直流器接到直流电源上源上C先松开先松开悬挂挂纸带的的夹子，后接通子，后接通电源打出一条源打出一条纸带D根根据据测量量的的结果果计算算重重锤下下落落过程程中中减减少少的的重重力力势能能是是否否等等于于增加的增加的动能能指指出出其其中中没没有有必必要要进行行的的或或者者操操作作不不恰恰当当的的步步骤，填填写写选项对应的的字母字母_(2)利用利用这个装置也可以个装置也可以测量重量重锤下落的加速度的数下落的加速度的数值如如图乙所乙所示，根据打出的示，
4、根据打出的纸带，选取取纸带上打出的上打出的连续五个点五个点A、B、C、D、E.测量出量出A点距打下的第一个点点距打下的第一个点O距离距离为x0，点，点A、C间的距离的距离为x1，点，点C、E间的距离的距离为x2，使用交流，使用交流电的的频率率为f，则根据根据这些条件些条件计算重算重锤下落下落的加速度的表达式的加速度的表达式为a_，打点，打点C时重重锤的速度的速度v_.某同学利用如某同学利用如图甲所示的甲所示的实验装置装置验证机械能守恒定律机械能守恒定律该同学同学经正确操作得到打点正确操作得到打点纸带，在，在纸带后段每两个后段每两个计时间隔取一个隔取一个计数点，依数点，依次次为1、2、3、4、5
5、、6、7，测量各量各计数点到第一个点的距离数点到第一个点的距离h，并正确，并正确求出打相求出打相应点点时的速度的速度v.各各计数点数点对应的数据的数据见下表：下表：请在在图乙坐乙坐标中，描点作出中，描点作出v2h图线；由；由图线可知，重可知，重锤下落的下落的加速度加速度g_m/s2(保留三位有效数字保留三位有效数字)；若当地的重力加速度；若当地的重力加速度g9.80 m/s2，根据作出的，根据作出的图线，能粗略，能粗略验证自由下落的重自由下落的重锤机械能守恒的机械能守恒的依据是依据是_计数点数点1234567h(m)0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v(m/
6、s)1.942.332.733.133.50v2(m2/s2)3.765.437.459.8012.3解解析析：若若机机械械能能守守恒恒，则则满满足足v22gh则则v2h图图线线的的斜斜率率表表示示当当地地的的重重力力加加速速度度的的2倍倍，所所作作的的图图线线可可求求出出斜斜率率为为19.5，故故g9.75 m/s2，误差允许的范围内，误差允许的范围内gg，故机械能守恒，故机械能守恒答案：答案：如图所示如图所示9.75(9.699.79均可均可)图线为通过坐标原点的一条直线，所求图线为通过坐标原点的一条直线，所求g与与g基本相等基本相等(不说明不说明“通通过坐标原点过坐标原点”也给分也给分)
7、某同学利用如某同学利用如图所示的所示的实验装置装置验证机械能守恒定律弧形机械能守恒定律弧形轨道末道末端水平，离地面的高度端水平，离地面的高度为H.将将钢球从球从轨道的不同高度道的不同高度h处静止静止释放，放，钢球球的落点距的落点距轨道末端的水平距离道末端的水平距离为x.(1)若若轨道完全光滑，道完全光滑，x2与与h的理的理论关系关系应满足足x2_(用用H、h表示表示)(2)该同学同学经实验测量得到一量得到一组数据，如下表所示：数据，如下表所示：请在坐在坐标系上作出系上作出x2h关系关系图(3)对比比实验结果果与与理理论计算算得得到到的的x2h关关系系图线(如如图所所示示)，自自同同一一高高度度静静止止释放放的的钢球球，水水平平抛抛出出的的速速率率_(填填“小小于于”或或“大大于于”)理理论值h(101m)2.003.004.005.006.00x2(101m2)2.623.895.206.537.78(4)从从x2h关关系系图线中中分分析析得得出出钢球球水水平平抛抛出出的的速速率率差差十十分分显著著，你你认为造造成成上上述述偏偏差差的的可可能能原原因因是是_(3)由于阻力的影响，实际抛出速率小由于阻力的影响，实际抛出速率小于理论值于理论值(4)主要是摩擦力的影响，还有转动的主要是摩擦力的影响，还有转动的因素因素练规范、练技能、练速度
